黑河市大新屯土壤地球化學測量應用及找礦效果*

劉寶山， 趙立國

(黑龍江省地質調查研究總院齊齊哈爾分院，哈爾濱 150036)

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黑河市大新屯土壤地球化學測量應用及找礦效果*

劉寶山， 趙立國

(黑龍江省地質調查研究總院齊齊哈爾分院，哈爾濱 150036)

摘要：在1：5萬區(qū)域地質調查工作的基礎上，通過在黑河市大新屯一帶進行土壤地球化學測量，確定該區(qū)各元素異常下限值并圈定地球化學異常，發(fā)現(xiàn)Au、Ag、As、Sb、Hg等有價值的地球化學異常1處。通過分析Au元素地球化學異常找礦潛力并經施工槽探查證，發(fā)現(xiàn)異常濃集中心與礦體吻合較好，異常長軸與礦體走向一致，異常區(qū)發(fā)現(xiàn)1條長約900m 的金礦體，2條長100余米的銻礦體。這表明土壤地球化學測量在大新屯礦區(qū)找礦效果顯著，在大小興安嶺淺覆蓋區(qū)，運用土壤地球化學測量方法找礦值得進一步推廣。

關鍵詞：黑河市；大新屯；土壤地球化學測量；找礦效果；大小興安嶺

近年來黑龍江省加大了找礦力度，于2005年始在大小興安嶺地區(qū)開展若干項1：5萬礦產地質調查工作，先后發(fā)現(xiàn)了若干個金及多金屬礦(化)點，經后續(xù)勘查工作部分礦點已成為具有經濟價值的礦床，如大新屯金礦床、永新金礦床、旁開門金礦床、鹿鳴大型鉬礦床、叉路口大型鉬礦床等。這些礦床是在1：50000地質礦產調查工作基礎上，利用土壤地球化學測量，配合物探等手段發(fā)現(xiàn)的，尤其在植被發(fā)育覆蓋層較厚的大小興安嶺地區(qū)，土壤地球化學測量方法是最直接、最經濟的找礦方法，因而在大小興安嶺覆蓋區(qū)尋找金屬礦床具有廣泛的應用前景。

大新屯礦區(qū)位于多寶山—黑河北東向成礦帶，該成礦帶礦產資源豐富，具有優(yōu)越的成礦地質條件和良好的找礦前景[1]。目前，本項目在大新屯礦區(qū)新元古代北寬河組地層中發(fā)現(xiàn)1條長度900余米的金礦體及2條100多米的輝銻礦體，礦體產出部位與土壤測量圈定的金、銀、銻等元素異常濃集中心吻合，表明利用土壤地球化學測量在該區(qū)找礦效果顯著。本文以大新屯礦區(qū)為例，探討土壤測量對黑龍江省北部淺覆蓋區(qū)尋找金及多金屬礦床的找礦效果，對在大小興安嶺淺覆蓋區(qū)進一步推廣運用土壤地球化學測量方法找礦具有重要意義。

1礦區(qū)地質特征及地球化學條件

礦區(qū)位于落馬湖微地塊東端，黑龍江深大斷裂發(fā)育在礦區(qū)東側，嫩江至新開嶺斷裂經過礦區(qū)南側[2]。區(qū)域出露的地層主要為新元古代北寬河組、中—上泥盆統(tǒng)根里河組、下白堊統(tǒng)龍江組，其中新元古代北寬河組為礦區(qū)含礦地層。侵入巖主要為晚三疊世的二長花崗巖及中侏羅世花崗閃長巖，這些侵入巖體大面積分布在礦區(qū)西側，區(qū)域性脈巖主要為細粒閃長巖。

礦區(qū)出露的地層主要為新元古代北寬河組，巖石類型組合為二云母片巖、砂質板巖及大理巖，地層產狀傾向南西，傾角35°～60°，以低角度產狀為主。二云母片巖、砂質板巖、大理巖多具片理化，硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等蝕變沿片理發(fā)育(圖1)。礦區(qū)侵入巖為石英脈及閃長質脈巖，石英脈產于礦體下盤，閃長質巖脈發(fā)育于礦體上盤，兩脈巖呈北西—南東走向，產狀多較緩，多與北寬河組地層片理傾角一致[3]。

圖1　大新屯礦區(qū)地質簡圖[3]Fig.1　Simplified geologic map of the Daxintun mining area1-二云母片巖；2-砂質板巖；3-大理巖；4-石英脈；5-閃長巖；6-金礦體；7-銻礦體；8-地質界線；9-產狀

北西向斷裂構造是礦區(qū)的主體構造，斷裂走向320°左右，局部走向略有變化，傾向南西，傾角35°～55°，空間展布顯示其具有張扭性特點。

礦區(qū)圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、輝銻礦化，碳酸鹽化等蝕變，與金關系密切的蝕變?yōu)楣杌⑤x銻礦化。

礦區(qū)景觀地球化學屬于黑龍江森林沼澤景觀地球化學區(qū)的黑河—孫吳低山丘陵亞景觀類型[4]。該亞景觀類型屬島狀多年凍土區(qū)，土壤較發(fā)育，土壤層位齊全，分層明顯，土壤類型屬于棕色針葉林土。腐殖層厚15～30cm，富含有機質；B層為黃褐色或紅棕色砂質土壤，厚度不等；C層為淺棕黃色砂礫土。

2土壤測量工作方法

2.1樣點布設、樣品采集

區(qū)域開展1:50000水系化探掃面工作，對水系沉積物不發(fā)育地段采取土壤樣品替代。水系采樣點布設在一級水系上，二級水系布設少量控制樣品，三級水系基本不采集樣品，每平方千米網格狀布設4～6個樣點，利用水系測量成果圈定成礦遠景區(qū)，縮小找礦靶區(qū)。針對水系沉積物測量圈定的找礦靶區(qū)開展面積性土壤測量，大新屯礦區(qū)土壤測量面積4.0 km2，測量網度線距200 m，點距40 m。

黑龍江省大小興安嶺地區(qū)土壤采樣層位均確定在B層下部[5-6]，礦區(qū)采樣深度40～55 cm，采樣介質為細砂、含礫砂粘土、含砂粘土等，樣品原始重量>500 g。

2.2樣品粒級確定

元素富集粒度與元素地球化學行為、存在形式和異常性質密切相關，樣品粒級的選擇對確定金及多金屬礦種具有指示作用[7]。大小興安嶺地區(qū)Au、Ag、Zn、Pb、Sb、Mo 等元素主要富集于-10～+60目粒級，礦化地段異常顯示良好[8]。與大新屯礦區(qū)處于同一成礦帶上，且距工作區(qū)較近的三道灣子金礦土壤中Au、Ag元素在B2層中-40目粒級有利于Au的次生富集[9]。工作區(qū)依據(jù)1：5萬大新屯礦產調查成果[10]，確定B層下部-10目粒級中Au元素含量襯度較大、礦體上方元素異常特征與實際地質情況吻合較好，能更明顯的反映礦致異常。所以每個工作區(qū)應根據(jù)具體地質背景、土壤層元素含量變化等情況確定采樣粒度。

2.3樣品加工

對野外采集回的樣品及時曬干，并對樣品進行揉搓，膠結的樣品用木棒敲打使之解體。樣品干燥好以后過篩，過篩粒級為-10目，將樣品混勻，過篩后樣品及時裝入寫有標簽的紙袋內，樣品重量不小于150g。每篩過一個樣品后認真清篩，以免樣品間的污染。按順序填寫送樣單，及時送出分析樣品化驗，分析元素為Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi。

2.4背景值及異常下限的確定

異常背景值和異常下限的確定有多種方法，如剖面圖解法、直方圖解法、概率格紙圖解法、計算法等，本次工作利用Excel軟件采用計算法。

異常圈定方法及原則是在原始數(shù)據(jù)圖上采用含量內插法，異常下限確定為背景值+2倍標準離差。濃度分帶按異常下限的1、2、8倍勾繪異常等含量線，2倍異常下限數(shù)值為異常中帶分界值，大于8倍異常下限值圈為異常內帶。分析數(shù)據(jù)全部采用微機處理，利用MAPGISL軟件電腦圈定異常圖件，并對異常曲線進行手動修飾。

各元素背景值、異常下限及等值線間距統(tǒng)計見表1。在制做異常圖件時，為突出各元素異常的套合關系及與地質單元、控礦構造的關聯(lián)性，部分元素對異常下限適當調整。

表1　土壤地球化學測量各元素參數(shù)

3土壤化學異常分析

3.1相關性分析

對原始土壤地球化學數(shù)據(jù)利用標準化公式、相關系數(shù)計算公式及加權平均計算公式進行相關分析計算求得相關矩陣，經分析主成礦元素 Au、Sb與其它伴生元素在含量上呈正相關關系，其中 Au與 As的相關系數(shù)為0.631 ，Sb與Hg的相關系數(shù)為0.662，主成礦元素Sb和伴生元素Hg首先聚類，其次是 Zn與Cu、Au與As聚類。綜合分析，與本礦床最為密切的是Au、As、Sb、Hg、Ag元素，Ag與Au、As、Sb、Hg相關性也較強。As、Sb、Hg作為尋找金礦的遠程指示元素與Au元素緊密相關， As、Sb、Hg元素異常發(fā)育且與Au套合較好時預示工作靶區(qū)有較大金礦體存在[11]，表明本研究區(qū)尋找金礦潛力巨大。高溫元素W與低溫元素(Au、Ag、As、Sb)的相關性，表明在高溫熱液活動下，Au、Ag、As、Sb等低溫元素進一步發(fā)生活化遷移富集，有利于金礦體的形成。

3.2異常特征剖析

Au、Ag、As、Sb、Hg元素異常重合較好，濃集中心大體一致，濃集中心明顯且比較連續(xù)，異常呈北西—南東向長條帶狀展布(圖2)，各元素異常長軸長度及短軸寬度均十分接近，長約1.5 km，寬約0.5 km，組合異常面積3.82 km2，主成礦元素以Au、 Sb為主， Sb平均值為37.49×10-6，最高值為730.44×10-6， Au平均值為51.93×10-9，最高值為140.0×10-9。異常區(qū)內有含礦地層新元古界北寬河組云母片巖、砂質板巖及大理巖出露，另有平行礦體的閃長玢巖、石英脈產出。經槽探揭露、鉆探深部控制，在異常區(qū)發(fā)現(xiàn)多處金、銻礦體。主金礦體走向長900 m，傾向控制320 m中段仍未封閉，輝銻礦體規(guī)模較小，但無論地表還是深部都有出露。金、銻元素異常峰值與礦體產出位置吻合，異常為金、銻礦體引起，為礦致異常(圖3)。

圖2　土壤地球化學異常圖Fig.2　Map of pedogeochemical anomalies

圖3　35線土壤測量Au、Ag、As、Sb、Hg元素異常曲線與礦體產出位置Fig.3　Anomaly curves of Au, Ag, As, Sb and Hg and the cross section of occurrence positions of orebodies along soil survey line 35

4工程查證

對金異常區(qū)地表按照100～200 m間距垂直異常進行槽探驗證，施工完成了探槽9TC14、0TC8、10TC2、30TC6、40TC8、60TC1等工程。工程揭露情況表明，金礦體產于二云母片巖破碎帶內，破碎帶寬度越大金礦體斜厚度越大，礦體長900余米，向南東一側礦體未封閉，同時該金礦體伴生的銀、銻組分部分含量品位已遠遠大于其工業(yè)品位。平行金礦體發(fā)育兩條輝銻礦體，礦體產于強烈硅化蝕變大理巖內，礦體長度100余米，最高品位28.7%。在深部利用鉆探工程對金礦體進行了追索，發(fā)現(xiàn)礦體傾斜延伸至320 m中段仍未封閉。

5結論

(1)土壤地球化學測量方法找礦效果明顯，具有找礦見效快、成本低，效果好等優(yōu)點。選擇正確的土壤地球化學測量方法，可縮小找礦靶區(qū)，為進一步找礦勘查工程布設提供依據(jù)。

(2)通過對土壤地球化學元素的相關分析，認為新屯礦區(qū)土壤地球化學異常組合主要為 Au、Ag、As、Sb、Hg元素異常，其中低溫元素Au、As、Sb、Hg元素相關最明顯。

(3)通過對大新屯礦區(qū)土壤地球化學異常進行工程查證，異常濃集中心與礦體吻合較好，異常長軸反映了礦體走向延伸，土壤地球化學測量在大新屯區(qū)找礦效果顯著，在淺覆蓋區(qū)找礦值得進一步推廣。

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DOI:10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.02.010

* 收稿日期：2015-05-28改回日期：2015-08-17責任編輯：汪建寧

基金項目:黑龍江省黑河市大新屯金多金屬礦普查(編號：2009230006)。

第一作者簡介：劉寶山，1970年生,男,高級工程師,從事礦產地質調查與研究工作。

中圖分類號：P632+.1

文獻標識碼：A

文章編號：2096-1871(2016)02-152-05

Application of pedogeochemical survey in the Daxintun area Heihe City and its prospecting effect

LIU Bao-shan, ZHAO Li-guo

(QiqiharBranch,ResearchInstituteofRegionalGeologicalSurveyofHeilongjiang,Harbin150036,China)

Abstract：Based on the 1:50000 scale regional geological survey in the Daxintun area, Heihe, this study has defined the element anomaly threshold values using pedogeochemical survey, and delineated geochemical anomalies areas, one of which was discovered with intensive anomaly of Au, Ag, As, Sb and Hg. By analyzing the prospecting potential of Au geochemical anomaly and verifying by trenching, it is found that the abnormal concentration center coincides with orebody, with the long axis direction of anomaly consistent with the trend of orebody. One 900 m-long gold-bearing orebody and two 100 m-long Au-bearing orebodies have been found in the abnormal area, indicating that pedogeochemical survey has remarkable prospecting effect in the Daxintun area. Therefore, pedogeochemical survey method can be used in the Daxing'an and Xiaoxing′an Mountains and is worth further promoting in exploration of shallow covered areas.

Key words:Heihe City; Daxintun area; pedogeochemical survey; prospecting effect; Daxing′an and Xiaoxing′an Mountains